4.4.3　凸轮分度器工程应用

凸轮分度器作为自动机械核心部件，大量使用在各种自动化装配专机、自动化生产线上。主要的应用类型为：转盘式多工位自动化装配专机、与皮带或链条组成直线方向间歇输送的自动化生产线、自动化间歇送料机构（如冲床自动送料机构）、摆动机械手。在凸轮分度器的基础上，只要再完成以下工作就可以组成一台完整的自动化装配专机：①在凸轮分度器的输出轴上设计安装转盘；②在转盘上设计安装特定的定位夹具；③在转盘各工位上方（或转盘外侧）设置各种执行机构（如机械加工、铆接、焊接、装配、标示等装置）；④在需要添加零件的工位附近设置自动上料装置（如振盘、机械手等）；⑤在卸料工位设置自动卸料装置（如机械手等）；⑥设计传感器及控制系统。

图4-24所示即为采用凸轮分度器的8工位转盘式自动化专机分度装置，电动机经过减速器后直接驱动凸轮分度器的输入轴，而转盘则安装固定在凸轮分度器的输出轴上，结构紧凑，安装方便。为了清楚地说明凸轮分度器的作用，图中未画出各工位对应的执行机构及自动上下料装置。图4-25为采用凸轮分度器的4工位自动化专机示意图，图中在两个工位上分别有两台作为装配执行机构的工业机器人。

图4-24　8工位自动化专机分度装置

1—电动机及减速器；2—凸轮分度器；3—工件；4—定位夹具；5—转盘

图4-25　采用凸轮分度器的4工位自动化专机示意图

1—转盘；2—凸轮分度器；3—工件；4—定位夹具；5—工业机器人

图4-26为采用凸轮分度器的8工位自动化专机分度装置示意图，电动机通过皮带（同步带或V形皮带）及皮带轮驱动减速器，减速器再与凸轮分度器输入轴连接在一起。这样可以很灵活地设计凸轮分度器输入轴的转速，更方便地调整凸轮分度器的节拍时间。输入轴的转速与凸轮分度器的节拍时间是相对应的，是输入轴的转速决定了凸轮分度器的节拍时间。专机的工位数是根据产品的装配工序数量选定的，工位上方的执行机构也是根据产品的装配工艺专门设计的，定位夹具则是根据产品或零件的形状、尺寸专门设计的，自动上下料装置也是根据产品或零件的形状、尺寸专门设计的。

图4-26　采用同步带或V形皮带驱动的凸轮分度器实例

1—同步带或V形皮带；2—同步带轮或V形带轮；3—电磁离合器；4—凸轮分度器；5—转盘；6—定位夹具及工件；7—减速器；8—电磁制动器；9—电动机

如图4-27所示，凸轮分度器采用同步带传动，因此机器的工作节拍可以很方便地调整。在产品的装配过程中，既采用了机械手1作为自动上料机构，又采用了振盘送料装置6对某零件自动上料，作为执行机构的铆接机构5设置在转盘铆接工位的正上方。在工位的设计上，一个工位设计两套定位夹具，每次同时对两个产品进行装配，因此将机器的生产效率提高了一倍。

图4-27　由凸轮分度器组成的自动化装配专机

1—机械手；2—定位夹具及工件；3—转盘；4—凸轮分度器；5—装配铆接机构；6—振盘送料装置

在某些生产场合需要极高的生产效率，需要将工位数设计得很大。例如在某些电器部件的大型多工位热风软钎焊专机上，由于焊接部位要完成焊接需要有预热、焊接、保温、冷却等过程，工件在转盘上方的热风温度场中需要停留的时间较长，因此，一方面机器的工位数多达数十个，另一方面机器转盘的直径也很大，转盘的质量也会很大。转盘的直径越大，转盘的质量也越大，给凸轮分度器的负载阻力就越大，要驱动转盘转动就需要更大的驱动扭矩。过大的负载施加在凸轮分度器上显然是不利的，为了尽可能减小凸轮分度器的负载，在这种场合一般都采用中空的转盘，以减轻转盘的质量。图4-28所示为采用大直径中空转盘的回转分度装置实例。

图4-28　采用大直径中空转盘的回转分度装置实例

1—减速器；2—大型中空转盘；3—定位夹具及工件；4—凸轮分度器